【云原生】k8s中kubectl陈述式资源管理

1.k8s陈述资源管理方法的说明

1.1 管理k8s核心资源的三种基本方法 

陈述式资源管理方法

--主要依赖命令行工具kubectl进行管理
优点
可以满足90%以上的使用场景
对资源的增、删、查操作比较容易

缺点
命令冗长，复杂，难以记忆
特定场景下，无法实现管理需求
对资源的修改麻烦，需要patch来使用json串更改。

声明式资源管理方法

主要依赖统一资源配置清单进行管理

GUI式资源管理方法

主要依赖图形化操作界面进行管理

1.2 kubectl命令行工具 的说明

k8s在2.0 版本后就增加kubectl自动补全

二进制安装的k8s,kubectl工具没有自动补全功能(其他方式安装的未验证),可以使用以下方式开启命令自动补全

vim /etc/bashrc
source <(kubectl completion bash)
 
 
su

  2.k8s集群中的基本信息查看

2.1  k8s中基本管理信息的查看 

（1）查看版本信息

kubectl version

（2）查看资源对象简写

kubectl api-resources 

（4）node节点查看日志

journalctl -u kubelet -f

2.2   k8s基本信息查看

1）获取资源信息

 
kubectl get <resource> [-o wide | json | yaml] [-n namespace]
获取资源的相关信息，-n指定命令空间，-o指定输出格式
resource可以是具体资源名称，如pod nginx -xxx;也可以是资源类型，如pod; 或者all (仅展示几种核心资源，并不完整)
--all-namespaces 或-A :表示显示所有命令空间，
--show-labels :显示所有标签
-l app:仅显示标签为app的资源
-l app=nginx :仅显示包含app标签， 且值为nginx的资源

（2）查看master节点状态 

kubectl get componentstatuses
kubectl get cs

（3） 查看命令空间

kubectl get namespaces
kubectl get ns

（4）查看default命名空间的所有资源 

2.3 k8s资源的基本管理 

 （1） 创建命名空间

kubectl create ns test
kubectl get ns

（2）删除命名空间 

（3） 在命名空间中创建副本控制器来启动Pod 

kubectl create deployment nginx-test --image=nginx -n kube-public
kubectl get pod -n kube-public

（4） 查看指定资源的详细信息 

 
kubectl describe deployment nginx-test -n kube-public
kubectl describe pod nginx-test-795d659f45-hnpnm  -n kube-public

（5） 查看命名空间中的pod信息 

kubectl get pods -n  kube-system

（6） 跨主机登录容器

kubectl exec -it nginx-test-795d659f45-qf84v bash -n kube-public

（7）pod资源的删除 

kubectl get pods -n kube-public 
 
kubectl delete pod nginx-test-795d659f45-hnpnm  -n kube-public 
 
kubectl get pods -n kube-public 

（8）强行删除pod 

kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --force --grace-period=0

#grace-period表示过渡存活期，默认30s，在删除pod之前允许POD慢慢终止其上的容器进程，从而优雅退出，0表示立即终u止pod

（9） 对相同的pod数进行增加，减少 

扩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=3 -n kube-public
s缩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=1 -n kube-public

（10）删除副本控制器

 
kubectl delete deployment nginx-test -n kube-public
或者
kubectl delete deployment/nginx-test -n kube-public
 
#这里的/  相当于是 空格 也有着隔开说明关系的作用

 （11）特列创建的方式

kubectl 创建pod 又被称为 自助式的创建，run的创建每次只能创建一个pod（不能被扩容和缩容），且不受pod控制器的管理。也就是当pod被删除后，不再被拉起。 

kubectl  run  nginx  --images=nginx

3. 项目的生命周期管理

对于一个k8s的项目，它的声明周期大致可以分为以下几个步骤：

创建 —>> 发布 —>> 更新 —>> 回滚 —>> 删除

3.1 创建项目 

创建并运行一个或多个容器镜像
创建一个deployment或job来管理容器
kubectl run --help或则 kubectl run -h
 
//启动nginx 实例，暴露容器端口80，设置副本数3
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3
 
kubectl get pods
kubectl get all

3.2 发布项目 

 
1.将资源暴露为新的Service
kubectl expose --help
 
2.为deployment的nginx创建service，并通过Service的80端口转发至容器的80端口上，Service的名称为nginx-service，类型为NodePort
kubectl expose deployment nginx --port=8000 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort
==========================================================
Kubernetes之所以需要Service， 一方面是因为Pod的IP 不是固定的(Pod可能会重建)，另一方面则是因为一组Pod实例之间总会有负载均衡的需求。Service通过label Selector实现的对一组的Pod的访问。
对于容器应用而言，Kubernetes 提供了基于VIP (虚拟IP)的网桥的方式访问 Service， 再由Service 重定向到相应的Pod。
 
service类型:
●ClusterIP:提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问( service默认类型)
●NodePort:在每个Node.上打开一个端口以供外部访问，Kubernetes将会在每个Node.上打开一个端口并且每个Node的端口都是一样的，通过NodeIp:NodePort的方式Kubernetes集群外部的程序可以访问Service。
注:每个端口只能是一种服务，端口范围只能是30000-32767
●LoadBalancer:通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。
==========================================================
3.查看pod网络状态详细信息和Service暴露的端口
kubectl get pods,svc -o wide
 
4.查看关联后端的节点
kubectl get endpoints
 
5.查看service的描述信息
kubect1 describe svc nginx-app
 

6.分半在node01和node02节点上操作，查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

7.在master01主节点分别在3个pod内写入网页文件

kubectl get pods

kubectl exec -it nginx-app-64ffbd575f-7hjxn  bash
echo "<h1>this is test1</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -it nginx-app-64ffbd575f-bs29c bash
echo "<h1>this is test2</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -it nginx-app-64ffbd575f-r49dt  bash
echo "<h1>this is test3</h1>" >/usr/share/nginx/html/index.html
 
8.浏览器访问clusterip和nodeport

curl 10.96.76.164:8000
curl 192.168.73.105:31539
curl 192.168.73.106:31539
curl 192.168.73.107:31539
 
 
 
8.在master01操作 查看访问日志
kubectl logs nginx-app-64ffbd575f-7hjxn
kubectl logs nginx-app-64ffbd575f-bs29c 
kubectl logs nginx-app-64ffbd575f-r49dt

3.3 项目的更新 

 （1）查看资源模板的使用

kubectl set --help
 
//获取修改模板
kubectl set image --help
 

（2）进行项目中应用的版本更新 

#查看当前pod中nginx的版本号
curl -I 192.168.73.105:31539
curl -I 192.168.73.106:31539
curl -I 192.168.73.107:31539
 

#版本更替
kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.16
 

 
#版本更替前，可以开启一个新的终端，对pod进行动态追踪，观察pod的变化
kubectl get pods -w
 

curl -I 192.168.73.105:31539
curl -I 192.168.73.106:31539
curl -I 192.168.73.107:31539

3.4 项目的回滚 

每一个的项目版本更新都会经过测试，并不是所有的新版本都会优于旧版版，为了防止更新后，发现新版的服务优化不如旧版本，此时后悔。所以k8s在项目中设置了回滚功能 

（1）查看历史回滚点 

kubectl rollout history deployment/nginx-app

（2）进行回滚 

#回滚到上一个回滚点中
kubectl rollout undo deployment/nginx
 
#进行指定回滚点回滚
kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=3

3.5 进行项目的删除 

1.删除副本控制器
kubectl delete deployment.apps/nginx-app
 
2.删除service资源
kubectl delete service/nginx-service
 
kubectl get all

 4. 三种常用的项目发布方式

应用程序升级面临最大挑战是新旧业务切换，将软件从测试的最后阶段带到生产环境，同时要保证系统不间断提供服务。而最为常见三种发布方式分别为：蓝绿发布，灰度发布和滚动发布。

三种发布方式的最终目的都是为了减小或避免对应用项目更新时，对客户使用的影响。

4.1  蓝绿发布 

 首先将所有的应用服务集群为蓝绿两组，首先将绿组的集群从负载均衡中移除，蓝组则继续对用户提供服务。此时移除的绿组进行服务的升级，等升级完毕后，再从新将绿组接入到负载均衡中为用户提供服务。

再把蓝组进行移除，进行服务升级，升级完毕后再接入到负载均衡的集群中。此时整个项目集群得进行升级完毕，我们将此称为蓝绿发布
 

特点

如果出问题，影响范围较大；

发布策略简单；

用户无感知，平滑过渡；

升级/回滚速度快。

缺点

需要准备正常业务使用资源的两倍以上服务器，防止升级期间单组无法承载业务突发；

短时间内浪费一定资源成本；

基础设施无改动，增大升级稳定性。

蓝绿发布在早期物理服务器时代，还是比较昂贵的，由于云计算普及，成本也大大降低。
 

4.2 灰度发布 

灰度发布又叫金丝雀发布，灰度是指在黑与白之间，能够平滑过渡的一种发布方式（为什么叫金丝雀发布（Canary）？以前，旷工开矿，在下矿洞前需要检查下方是否有毒气，矿工们先会放一只金丝雀进去探是否有有毒气体，看金丝雀能否活下来。）

该过程类似于游戏中的体验服，首先会让一部分用户进行使用测试，如果没什么问题后，会逐步面积推广，彻底替代旧的版本 
 

特点

• 保证整体系统稳定性，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，影响范围可控；

• 新功能逐步评估性能，稳定性和健康状况，如果出问题影响范围很小，相对用户体验也少；

• 用户无感知，平滑过渡。

缺点

• 自动化要求高

4.3 滚动发布 

      滚动发布就是刚刚我们在k8s中使用的项目服务更新方式。滚动发布是指每次只升级一个或多个服务，升级完成后加入生产环境，不断执行这个过程，直到集群中的全部旧版本升级新版本。  

特点

• 用户无感知，平滑过渡；

• 节约资源。

缺点

• 部署时间慢，取决于每阶段更新时间；

• 发布策略较复杂；

• 无法确定OK的环境，不易回滚。

三种方式的对比总结

• 蓝绿发布：两套环境交替升级，旧版本保留一定时间便于回滚。

• 灰度发布：根据比例将老版本升级，例如80%用户访问是老版本，20%用户访问是新版本。

• 滚动发布：按批次停止老版本实例，启动新版本实例。

5. 金丝雀发布方式的运用 

 Deployment控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏，如“暂停(pause)”或“继续(resume)”更新操作。比如等待第一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧的版本。然后，再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布。
 

（1）进行金丝雀的更新方式

 
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3
   
kubectl expose deployment nginx --port=8000 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort  #先创建资源并创建3个副本
 
kubectl set image deployment nginx nginx=nginx:1.16 && kubectl rollout pause deployment nginx      #更新并暂停
 
kubectl rollout status deployment nginx    #观察更新状态

（2） 监控更新的过程

可以看到已经新增了一个资源，但是并未按照预期的状去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令
kubectl get pods,svc -o wide
kubectl get pods -w
curl -I 192.168.73.106:31589

（3）继续更新 

kubectl rollout resume deployment nginx

总结 

1.查看版本信息
kubectl version
 
2.查看资源对象简写
kubectl api-resources 
 
3.查看集群信息
kubectl cluster-info
 
4.配置kubectl自动补全
source <(kubectl completion bash)
 
5.node节点查看日志
journalctl -u kubelet -f
 
 
创建
kubectl create 控制器
kubectl run 自助式
kubectl scale --replicas=
 
发布，创建 service
kubectl expose
 
更新
kubectl set image
 
回滚
kubectl rollout undo
 
删除
kubectl delete 控制器|pod ...
 
查看资源状态
kubectl get ... -o wide [-l 标签] [--show-lables] [-n ...] [-A] -w
 
查看详细信息
kubectl describe
 
查看日志
kubectl logs
 
进入pod容器
kubectl exec -it
 
查看资源缩写
kubectl api-resource
 
灰度发布/金丝雀发布
kubectl set image ... && kubectl rollout pause（暂停操作） ...
 
如果验证没有问题
kubectl rollout resume（恢复操作）
滚动更新
先更新一部分（个数|比例默认25%）pod资源，更新完毕后再删除一部分资源